PAC_CTS_Fe_3O_4磁絮凝材料的制备及应用_苟锐锋

2018年第24期广东化工第45卷总第386期www.gdchem.com·5·PAC-CTS/Fe3O4磁絮凝材料的制备及应用磁絮凝材料的制备及应用苟锐锋，张淼，黄承都*，黄永春(1．广西科技大学生物与化学工程学院，广西柳州545006；2．广西糖资源绿色加工重点实验室，广西柳州545006)[摘要]本文分别以溶胶-凝胶法合成聚合氯化铝-壳聚糖复合物、以共沉淀法制备纳米四氧化三铁，再将PAC-CTS复合物负载于纳米Fe3O4上，得到磁絮凝剂PAC-CTS/Fe3O4。利用傅立叶红外光谱仪、X-射线衍射仪、扫描电子显微镜以及粒度分析仪等对其结构特点、表面形态、粒径分布进行表征分析。结果表明：制得的Fe3O4的表面形态较为粗糙，粒径分布集中在450~1200nm；PAC-CTS复合物已成功附着到纳米Fe3O4的表面。将其应用于生活污水的处理中，COD、浊度的平均去除率分别达到74.77%、65.08%。[关键词]磁絮凝剂；PAC-CTS/Fe3O4；纳米Fe3O4；COD；浊度[中图分类号]TQ[文献标识码]A[文章编号]1007-1865(2018)24-0005-03PreparationandApplicationofPAC-CTS/Fe3O4MagneticFlocculationMaterialGouRuifeng,ZhangMiao,HuangChengdu*,HuangYongchun(1.DepartmentofBiologicalandChemicalEngineering,GuangxiUniversityofScienceandTechnology,Liuzhou545006；2.GuangxiKeyLaboratoryofGreenProcessingofSugarResources,Liuzhou545006,China)Abstract:Inthispaper,polyaluminumchloridechitosancompositewassynthesizedbysol-gelmethod,andnanosizedFe3O4waspreparedbycoprecipitationmethod.ThenPAC-CTScompositewasloadedonnano-Fe3O4toobtainmagneticflocculationmaterialPAC-CTS/Fe3O4.Fouriertransforminfraredspectroscopy,X-raydiffraction,scanningelectronmicroscopyandparticlesizeanalyzerwereusedtocharacterizethestructure,surfacemorphologyandparticlesizedistribution.TheresultsshowedthatthesurfacemorphologyofthepreparedFe3O4wasroughandtheparticlesizedistributionwasconcentratedin450~1200nm.PAC-CTSsolhassuccessfullyadheredtothesurfaceofnano-Fe3O4.Whenappliedtothetreatmentofdomesticsewage,theaverageremovalratesofCODandturbiditywere74.77%and65.08%respectively.Keywords:magneticflocculant；PAC-CTS/Fe3O4；nano-Fe3O4；COD；turbidity磁分离技术是一门新兴的用于环境保护的水处理技术。它最早起源于选矿业，现已广泛地应用于高岭土的脱色及增白工艺、现代生物工程、酶的反应工程等相关领域[1]。磁加载絮凝处理废水是在传统絮凝工艺过程基础上，通过向废水中加入磁性载体如磁粉，形成絮凝核心，强化絮凝效果，使污染物和磁性载体有选择性地粘附、结合，形成高密度的复合磁絮凝体，大大加快絮凝体的沉降速度，从而达到高效除污、快速沉降、过滤的目的[2]。聚合氯化铝(PAC)作为一种污水絮凝剂，具有适应水域宽，吸附能力强，质密沉淀快，出水浊度低，脱水性能好等优点。壳聚糖(CTS)是具有安全无毒、受pH变化影响小、易于生物降解、环境友好等突出特点的天然有机高分子物质。将聚合氯化铝与壳聚糖复配制备可得无机-天然高分子复合材料，它结合了无机絮凝剂破胶迅速和有机絮凝剂吸附架桥能力强的优点[3-4]。将其复合物附着在磁性纳米四氧化三铁(Fe3O4)材料表面制成新型高效的磁絮凝剂，应用于水处理中，兼具物理处理方法中的磁分离技术以及化学处理方法